文章目錄

前言

4.1 購買什么

4.2 硬件設置

4.3 VOXL 攝像機配置

4.4 自動駕駛儀配置

4.4.1 使用 OpticalFlow 進行 EKF3 光源轉換

4.5 視頻

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前言

本文介紹了如何將 ModalAI VOXL-CAM 與 ArduPilot 配合使用，以替代 GPS，從而實現 Loiter、PosHold、RTL、Auto 等定位控制模式。

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VOXL-CAM 中的 VOXL 電路板可以單獨(individually?)購買，作為配套計算機使用。此外，還可提供更新、功能更強大的 VOXL 2 配套計算機(VOXL 2 companion computer?)。

！Note

ArduPilot 4.3（及更高版本）支持 VOXL 攝像頭。

• 4.1 購買什么

• VOXL CAM + TOF Dev Kit
• Flight Controller Telemetry Cable
• Optionally an 8GB or larger SD Card

4.2 硬件設置

如上圖所示，將 VOXL 攝像機連接到自動駕駛儀。在這些說明中使用的是自動駕駛儀的 Telem2 端口。

將 VOXL 攝像頭安裝在飛行器前部，使 Wifi 天線從攝像頭底部伸出。

4.3 VOXL 攝像機配置

ModalAI’s VOX-CAM setup instructions here

讓相機正常工作的最基本步驟包括：

• 在 Ubuntu 工作站上設置 adb(Setup adb)；
• 將攝像機連接到 Ubuntu 工作站，啟動 adb shell 并運行 voxl-configure-vision-px4(run voxl-configure-vision-px4)（注：當要求輸入 IP 地址時，可直接按 <enter> 鍵）；
• 運行“systemctl enable voxl-mavlink-server”配置 mavlink 服務器自動啟動；
• 可選擇運行“systemctl status voxl-vision-px4”(run “systemctl status voxl-vision-px4”)來檢查 VOXL 是否正在生成良好的位置估計值。

4.4 自動駕駛儀配置

用地面站（如任務規劃器）連接自動駕駛儀，檢查是否設置了以下參數：

• SERIAL2_PROTOCOL = 2（MAVLink2）。請注意，這假定攝像機已連接到自動駕駛儀的“Telem2”端口；
• SERIAL2_BAUD = 921（921600 波特）；
• 可選擇設置 SERIAL2_OPTIONS? = 1024（不轉發 mavlink 至/從），禁止將攝像機的里程測量信息發送至 GCS；
• 可選擇設置 SR2_EXTRA3 = 0，禁止向攝像機發送 SYSTEM_TIME 信息，因為已知 SYSTEM_TIME 會導致攝像機丟失位置估計值（例如，質量降為-1）。請注意，這需要將攝像機連接到自動駕駛儀的第二個 mavlink 端口（例如通常的 Telem2）；
• VISO_TYPE = 3 (voxl)；
• 將 VISO_POS_X、VISO_POS_Y、VISO_POS_Z 設置為相機在無人機上相對于重心的位置。詳見傳感器位置偏移補償(sensor position offset compensation)；
• 可選擇將 VISO_QUAL_MIN 增至 10（或更高），以便僅在質量為 10%（或更高）時才消耗相機的估計值。

如果只使用 VOXL 攝像機進行位置估算和航向（例如不使用 GPS）：

• EK3_SRC1_POSXY?= 6 (ExternalNav)；
• EK3_SRC1_VELXY?= 6 (ExternalNav)；
• EK3_SRC1_POSZ?= 6 (ExternalNav)；
• EK3_SRC1_VELZ?= 6 (ExternalNav)；
• EK3_SRC1_YAW?= 6 (ExternalNav)。

修改參數后，重啟自動駕駛儀。與地面站連接，（如果使用任務規劃器）在地圖上單擊鼠標右鍵，選擇“在此設置原點”、“在此設置 EKF 原點”，告訴 ArduPilot 飛行器的位置，它就會立即出現在地圖上。

用于室內/室外轉換（例如室內使用 VOXL 攝像頭，室外使用 GPS+指南針）：

• EK3_SRC1_POSXY?= 3 (GPS)；
• EK3_SRC1_VELXY?= 3 (GPS)；
• EK3_SRC1_POSZ?= 1 (Baro)；
• EK3_SRC1_VELZ?= 0 (None)；
• EK3_SRC1_YAW?= 1 (Compass)；
• EK3_SRC2_POSXY?= 6 (ExternalNav)；
• EK3_SRC2_VELXY?= 6 (ExternalNav)；
• EK3_SRC2_POSZ?= 6 (ExternalNav)；
• EK3_SRC2_VELZ?= 6 (ExternalNav)；
• EK3_SRC2_YAW?= 6 (ExternalNav)；
• RC6_OPTION? = 90（EKF Pos 信號源）允許飛行員使用通道 6 在信號源 1（如 GPS+指南針）和信號源 2（如 VOXL 攝像機）之間切換。開關的低位置為源 1（GPS+指南針），中間位置為源 2（如 VOXL），高位置為源 3（如無），這將導致 EKF 失去位置估計并觸發 EKF 故障安全。為避免飛行員錯誤觸發 EKF 故障保護，您可能需要將 EK3_SRC1_xxx 或 EK2_SRC2_xxx 復制到 EK3_SRC3_xx；
• RC7_OPTION = 80（Viso Align）允許飛行員在飛行前使用通道 7 將攝像機的偏航與 AHRS/EKF 偏航重新對齊。起飛前重新調整偏航是個好主意，否則可能會發生位置失控（又稱“廁所保齡球”）。

修改參數后，重新啟動自動駕駛儀。

有關 GPS/Non-GPS 轉換的更多詳情，請點擊此處(GPS/Non-GPS Transitions can be found here)。

為了在 VOXL 出現故障時使用光流和測距儀作為備份，這里提供了一個用于外部導航/光流轉換的 Lua 小程序(ExternalNav/Optical flow transitions is here)。

4.4.1 使用 OpticalFlow 進行 EKF3 光源轉換

如果需要在外部導航流和光學流之間切換，請參閱外部導航流/光學流轉換(ExternalNAV/Optical Flow Transitions)。

4.5 視頻